正确认识沿海火电厂厂区防洪(潮)排涝安全
程永东
(广东省水利水电科学研究院,广州,510610)
摘 要:厂址设于沿海的火力发电厂,其厂区的防洪(潮)排涝工程是电厂能正常发电,发挥效益的生
命线工程.由此,防洪(潮)排涝安全是厂区保安的前提保证,采用本文介绍的有效,实用,可操作性 强的设计方法,可以正确对厂区防洪(潮)排涝进行设防. 关键词:防洪 防潮 排涝 调蓄
随着淡水资源的日益馈缺,近年来,许多的火力发电厂将厂址设于沿海,利用海水作为循环 冷却水源,生产和生活用淡水水源则就近建水库,通常厂址伴海岸而建,故存在厂区的防洪(潮) 排涝安全问题. 厂区的防洪(潮)排涝设计涉及港工,电力,水利三个行业,由于行业标准不一致和部分标 准不明确,设计时防洪,防潮,排涝问题没有很好的协调. 电厂的专用水库,一般库容均在中型水库规模以下,一般根据水库坝址与厂址的关系可以决 定防洪标准. 按照港工标准,海岸港设计高水位采用高潮累计频率 10%的潮位,设计低水位采用低潮累计 频率 90%的潮位.对允许上浪(越浪)的护岸高程定在设计高水位以上 0.8～1.0 倍波高处,并 要高于极端高水位. 对不允许上浪 (越浪) 的护岸高程定在设计高水位加上波浪爬高和富裕值 (斜 坡式) ,或者设计高水位以上 1.0～1.25 倍波高处(直立式) ,并要高于极端高水位加超高值 0～ 0.5m.所谓的极端高水位就是重现期为 50 年的年极限高水位. 现行水利行业无专门针对海堤及护岸的设计规范,按照堤防工程设计规范的条款设计,根据 防护的对象的防洪标准来决定防护的级别,进而决定海岸设计高潮位.岸顶高程按设计高潮位加 波浪爬高加超高决定. 电厂厂址地处海边,占地几平方公里,区内分布各种建筑物,根据建筑物的不同要求提出了 排涝的问题.火电厂的生产原料是煤,露天煤场由于降雨产生的涝水应属废水的范畴,按照现行 设计规范,雨污应分离,那么涝水标准成为煤场污水估算量的重要依据,但国内暂无排涝标准. 针对上述问题,提出采用不同的处理方式,对待沿海火电厂厂区防洪(潮)排涝安全.本文提出 的方法不仅符合当前规范要求,可操作性强,且具有较强的通用性和实用性.
1 防洪安全设计
1.1 防洪标准 生产,生活用淡水水源工程是电厂生产的生命线工程,如果水库工程与厂址同处于一个小流 域内,则应按电厂防洪保安的要求,根据电厂规模,决定防洪标准.如果水库工程不与厂址同处 于一个小流域内,则仍应按水库的库容,决定防洪标准. 1.2 水库设计 水库应根据地质条件,综合地方建筑材料来源因素,合理选定坝型.本地土料来源丰富时, 采用均质土坝,但对上坝土料,除了规定压实度,含水量外,还应规定土料级配要求,粘粒要求, 渗透指标要求,布置泄水建筑物时,应根据河岸边坡条件,确定采用何种溢洪道,宜结合物理模 型试验,最终决定溢洪道规模,溢洪道侧墙应设排水孔,且作好反滤.为防治水库淤积,应综合 考虑临时建筑物与永久建筑物结合,留冲沙放空涵.坝内埋管的输水涵应沿程设置截水环,检修
353
门宜结合塔式进水口设在输水涵进口,工作,检修启闭设备均应按动水启闭工作条件设计. 1.3 水库溃坝数值模拟 当水库工程与厂址同处于一个小流域内时,根据电厂防洪保安的重要性,应采用数值模拟方 法,分析计算模拟溃坝时的几种工况. (1)正常情况下溃坝的模拟计算 需水库在正常蓄水位下溃坝洪水波的演进过程,提出坝址流量过程线,厂址和下游环境水位 过程线,分析溃坝洪水对厂址和下游环境的影响,判断是否需要采取防护措施.模拟采取防护措 施后,重新计算水库在正常蓄水位下溃坝洪水波的演进过程,提出坝址流量过程线,厂址和下游 环境水位过程线,验证防护措施的合理性. (2)非常情况下溃坝的模拟计算 计算水库在正常蓄水位下溃坝洪水与百年一遇暴雨组合情况下的洪水演进过程,提出坝址流 量过程线,厂址和下游环境水位过程线.
2 防潮安全设计
2.1 防潮标准 按电厂规划的发电容量对照中华人民共和国国家标准防洪标准(GB50201-94)确定电厂规模, 再根据文献〔3〕确定防潮标准.不宜按照港工标准确定防潮标准设防.作为厂区地坪,均有硬质 路面,且排水规划完整,一般按允许部分越浪设计. 2.2 岸线布置 伴海岸而建的电厂的厂区地坪一般为填海建成,除了考虑征用海域的可行性因素外,重要的 是应考虑岸线外凸面应避开波浪顶冲区,设计时应根据岸线方位,分段设计,不同朝向应采用不 同的风速计算. 为减少波浪的爬高和减轻对地基的要求,一般采用斜坡式护岸,波浪顶冲区也采用消浪平台 削减波浪爬高. 2.3 断面设计 越浪海岸的断面设计主要解决越浪量,堤顶高程,堤身断面,护面强度,排水及恢复自然型 海岸等方面的问题. 岸顶高程有两层含义,一是指防浪墙顶面,二是指厂区地坪面,当岸顶临海侧设有防浪墙, 且防浪墙稳定,坚固时,岸顶高程可算至防浪墙顶面.为处理好岸顶高程与允许部分越浪的关系, 设计时应以厂区地坪高程的要求初步确定高程,越浪量大于允许越浪量要求时,一般通过对岸顶 加强防冲保护等方法来提高海堤允许越浪量.当海堤堤前波浪较大,也可采用人工消浪措施减小 岸前波浪,控制越浪量.须计算越浪水量,并根据水量来设置完备的排水系统,与厂区排水系统 接驳,以保证越浪量及时排泄. 大部分的海岸的损毁均由于超标准潮浪的越浪水体作用,越浪量成为海岸断面结构设计的控 制因素.参考文献[3]第 8 章,以允许越浪量的作为控制上限,通过越浪量计算,可以令堤身的越 浪量满足设计要求.当越浪量超出允许值时,可采取调整护面结构措施削减波浪或增强护面的抗 冲强度.在时间和经济条件许可时,宜结合断面模型试验确定允许越浪量,同时验证堤顶和护岸 顶面的防冲稳定性. 断面设计的大前提是,固定岸顶高程,控制稳定,应从以下两各方面着手: (1)断面内部调整 内部调整包括调整边坡,调整护面.稳定不能满足时,放缓边坡是比较奏效的措施;调整护 面结构,可以不改变断面形状而仅改变堤身护面,利用不同护面的糙率,削减波浪爬高,降低岸 顶高程. (2)断面形式调整

下一页